在《化工》科目的学习和考试中,氯化与氟化工艺常常被提及,它们是化工生产中两种重要的化学反应类型。由于它们在名称和某些操作条件上的相似性,考生很容易将这两者的概念、安全要求及应用混淆。明确这两种工艺的区别对考试和实际工作都至关重要,因此,本文将对氯化与氟化工艺的易混易错点进行解析,以确保考生能够清晰地理解和记忆。
考点 :氯化工艺与氟化工艺
氯化工艺
反应类型:放热反应
工艺简介
氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,包含氯化反应的工艺过程为氯化工艺,主要包括取代氯化、加成氯化、氧氯化等。
典型工艺
①取代氯化
氯取代苯的氢原子生产六氯化苯。
②加成氯化
乙炔和氯化氢加成生产氯乙烯等。
③氧氯化
乙烯氧氯化生产二氯乙烷。
天然气氧化制乙炔。
工艺危险特点
①氯化反应是一个放热过程,尤其在较高温度下进行氯化,反应更为剧烈,速度快,放热量较大;
②所用的原料大多具有燃爆危险性;
③常用的氯化剂氯气本身为剧毒化学品,氧化性强,储存压力较高,多数氯化工艺采用液氯生产是先汽化再氯化,一旦泄漏危险性较大;
④氯气中的杂质,如水、氢气、氧气、三氯化氮等,在使用中易发生危险,特别是三氯化氮积累后,容易引发爆炸危险;
⑤生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强;
⑥氯化反应尾气可能形成爆炸性混合物;
重点监控单元
氯化反应釜、氯气储运单元
重点监控工艺参数
①氯化反应釜内温度、压力。
②氯化反应釜内搅拌速率。
③氯化剂进料流量。
④氯气杂质含量(水、氢气、氧气、三氯化氮等)。
⑤冷却系统中冷却介质的温度、压力、流量等。
⑥反应物料配比。
安全控制基本要求
①反应釜温度的报警和联锁。
②搅拌的稳定控制和联锁系统。
③紧急冷却系统。
④紧急停车系统。
⑤反应物料的比例控制和联锁。
⑥安全泄放系统。
⑦可燃和有毒气体检测报警装置。
⑧事故状态下氯气吸收中和系统等。
宜采取的控制方式
①将氯化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氯化剂流量、氯化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系。
②在氯化反应釜处设立紧急停车系统。
③氯化反应系统应设置安全阀、高压阀、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等安全设施。
氟化工艺
反应类型:放热反应
工艺简介
氟化是化合物的分子中引入氟原子的反应,涉及氟化反应的工艺过程为氟化工艺。氟与有机化合物作用是强放热反应,放出大量的热可使反应物分子结构遭到破坏,甚至着火爆炸。氟化剂通常为氟气、卤族氟化物、惰性元素氟化物、高价金属氟化物、氟化氢、氟化钾等。
典型工艺
①直接氟化
黄磷氟化制备五氟化磷等。
②金属氟化物或氟化氢气体氟化
氟化氢气体与氢氧化铝反应制备氟化铝等。
③置换氟化
工艺危险特点
①反应物料具有燃爆危险性;
②氟化反应为强放热反应,不及时排除反应热量,易导致超温超压,引发设备爆炸事故;
③多数氟化剂具有强腐蚀性、剧毒,在生产、贮存、运输、使用等过程中,容易因泄漏、操作不当、误接触以及其他意外而造成危险。
重点监控单元
氟化反应釜、氟化剂储运单元
重点监控工艺参数
①氟化反应釜内温度、压力。
②氟化反应釜内搅拌速率。
③氟化物流量。
④助剂流量。
⑤氟化物浓度。
⑥反应物料配比。
安全控制基本要求
①反应釜温度的报警和联锁。
②搅拌的稳定控制和联锁系统。
③紧急冷却系统。
④紧急停车系统。
⑤安全泄放系统等。
⑥可燃和有毒气体检测报警装置。
宜采取的控制方式
①将氟化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、氯化剂流量、氯化反应釜夹套冷却水进水阀形成联锁关系。
②在氟化反应釜处设立紧急停车系统。
③氟化反应系统应设置安全阀、高压阀、紧急放空阀、液位计、单向阀及紧急切断装置等安全设施。
【习题】氯化是化合物的分子中引入氯原子的反应,下列关于氯化工艺危险特点、控制方式的说法正确的是()。
A.将氯化反应釜内温度、压力与釜内搅拌、中和系统、冷却系统形成联锁关系
B.氯气作为氯化剂是具有强腐蚀性、强氧化性、剧毒的化学品
C.生成的氯化氢气体遇水后腐蚀性强
D.氯化反应是一个吸热过程
【参考答案】C
通过今天的解析,我们深入比较了氯化与氟化工艺在多个方面的差异和特点。虽然这两种工艺在名字上只有一字之差,但在实际应用和安全要求上却大有不同。希望本次的梳理能够帮助大家正确区分氯化与氟化工艺,避免在考试和实际操作中出现混淆。掌握这些关键知识点,对于顺利通过2024年中级注安师《化工》科目的考试具有重要意义。祝大家备考顺利,考试成功!